一份市調報告提到,2023年的筆電市場上,預計有13.9%將歸屬Arm架構處理器。雖說相較於主流的x86還有距離,但比2020年的資料已是10倍成長——當時Arm筆電僅佔市場的1.4%。
市場研究機構Canalys則認為,到2026年30%的PC會採用Arm架構的處理器,與此同時,有一半的雲端伺服器處理器都會基於Arm架構。這對x86而言當然是個巨大的壞消息,但x86真的已是強弩之末,要讓Arm自下而上大殺四方了嗎?在筆者看來,這件事情還有許多待商榷的餘地。
蘋果成功難以復刻
2023年13.9%的筆電都採用Arm處理器,這個數字應該是「八九不離十」。另外一家市調機構Mercury Research呈現的資料雖相對保守,不過該單位提供的今年第三季PC處理器資料中,Arm的市佔也有13.1%。
Arm處理器在PC市佔上漲是基於大環境下的兩個事實:其一是蘋果(Apple) Mac設備開始全線改用自家的M系列晶片,而蘋果M系列是基於Arm指令集;其二,PC市場大趨勢呈現下滑時, Mac是其中逆勢上揚的異類。
從大環境來看,企業IT市場滑坡比較嚴重,後疫情時代的到來也造成了PC銷量的走低,與此同時整體經濟環境不佳更是讓PC市場雪上加霜。不僅是Intel業績下滑的很大一部分原因是PC市場疲軟, 2022年的筆電出貨量還僅有1.9億台,與去年同期比下滑了22.8%。雖然明年可能會相對平穩,但前兩年PC設備於疫情期間的牛市已徹底結束。
與此同時,除了Macbook Pro之外,蘋果Mac電腦基本全線換上了自家的晶片。這是當前PC市場Arm處理器市佔短時間內飆升的主因。IDC今年第三季的資料指出,蘋果已經拿下了PC市場13.5%的份額,Mac出貨量當季達到1,006萬台。要知道2021年第三季,這個資料只有717.4萬台。蘋果的這種逆勢上揚,在產業裡本來就相當罕見(IDC的資料是,當季Arm架構佔約15%的PC市場)。
實際上,惠普(HP)、聯想(Lenovo)、Dell之類的OEM的確有推出基於Arm架構的Windows筆電,主要是來自高通(Qualcomm)的Snapdragon系列晶片——高通和微軟在推Windows on Arm一事上也是不遺餘力,但這部分產品在PC市場的份額就目前來看仍然可以忽略不計,遠遠談不上是主流;即便微軟不停進行銷售與市場策略轉換的Surface Pro X/9,也不能免俗。
在蘋果Mac設備(以及部分Chromebook設備)的強勢下,Arm看起來在PC市場一躍而上;加上大環境不濟,更是讓x86顯現出頹勢。但Mac設備依然很難成為PC市場主流,蘋果對於自己的目標使用者群已相當明確——例如視訊創作者。
而絕大部分PC使用者,受制於生態、預算、需求種種因素,仍然不會選擇Mac。可預測的是,基於Mac生態的特點,在Mac設備銷量趨穩以後,Arm和x86處理器的市場配比會在相當長的一段時間裡達到穩定。
生態仍是Arm難以逾越的鴻溝
需要指出的是,蘋果自家處理器的確採用Arm指令集的晶片。但蘋果所取得的市場地位,對於整個Arm生態而言並沒有太大的借鑒價值。無論是手機還是PC市場,蘋果都和其他市場參與者有著根本上的「格格不入」。
蘋果這家公司的多重角色涵蓋了SoC晶片設計商、作業系統供應商、整機OEM供應商、三方App管道分發,乃至連整機設備的銷售都很大程度控制在自己手裡。拋開市場部分不談,蘋果是真正掌握了軟體與硬體生態的企業。
軟體生態被人說得很多了:包括蘋果從Intel處理器轉向自家的處理器,macOS作業系統及三方應用適配無縫銜接。這一點對Windows PC市場而言不大現實,無論是對Intel、高通還是微軟,Windows on Arm的轉向都很難在軟體生態上於短期內有所作為。
況且微軟和Arm生態的合作上,其實遠比很多人想像得更為歷史悠久,但成果卻相當糟心。直到今天生態修了又修、進化再進化的Surface Pro 9高通Snapdragon版,幾乎所有已上手的用戶或媒體都不會推薦給PC普通用戶,因為Windows on Arm生態實在是一言難盡。
不過更大的問題恐怕在硬體生態上。x86 PC生態的一大特色在硬體開放性上,換句話說PC是可以DIY的,記憶體可以換、快閃記憶體能加到桌上型電腦上,CPU、GPU、加速卡也都能換。這是UEFI和ACPI標準存在的需求基礎。
而Arm說到底是嵌入式系統起家:其先期發展思路是,末端的整機企業需要為產品各環節負責——包括Arm生態統領的智慧型手機市場也如此。這類企業的開發思路是要自行打通整個鏈條,不像過去的PC OEM那樣更多扮演零件組裝廠的角色。所以蘋果基於這樣的思路去做PC有著先天優勢。
這就決定了基於Arm的筆電,其硬體設計是高度「各自為政」,並完全非標準化的。據說該生態下的某些Arm主機板,換個儲存晶片,系統就認不出來了,因此雙方的硬體生態邏輯差異還是相當大。當然Arm本身在這方面也是做了不少努力,推出了大量規範和標準。Arm UEFI是否成為主流姑且不論,Device Tree還是那個Device Tree,知乎上有人調侃「一個Device Tree就把八成人都整死了」。
這種思路於傳統PC OEM而言,更是推進Arm生態的阻礙,成本和投入都讓這些傳統市場參與者望而卻步。所以也不難發現,市場上主要採用Arm晶片的Windows PC價格都相當高昂。
據說Arm指令集更好?
從生態的角度來看,蘋果的成功並不具有簡單的可複製性。不過有人說:蘋果還證明了,Arm指令集相比x86指令集更有優越性,做到高性能的同時,效率還更高——功耗更低,筆電續航時間大幅提升;與此同時,高通為Windows筆電準備的晶片還有Always Connected全天候5G聯網之類的特性。
從指令集層面來看,現階段x86處理器在筆電上的效率表現的確不及Arm晶片,比如高通Snapdragon晶片版Surface設備續航就顯著長於Intel版Surface。但這種差異如果就晶片層面,主要體現在微架構、製程上,而非指令集,另一方面與微軟和OEM也有相當大的關係。
處理器微架構和製程,乃至周邊和系統層面,AMD和Intel近兩代新品也在做大幅度的改進。如Intel的第13代Core只需要上代處理器25%的功耗,就達成了差不多的性能水準;預計明年筆電的第13代Core CPU會導入核心休眠技術,來改善筆電閒置功耗水準;同在明年要更新的第14代Core換用Intel 4製程後,晶片效率還會更上一層。
事實上,x86生態的參與者也在想方設法改進設備續航和效率,榮耀Magic OS for Windows對晶片System Agent部分功耗的微調大幅延長筆電日常使用的續航能力,即是其中一個例子。
至於性能,蘋果處理器這兩年被過度神話。實則從第12代Core開始,Intel就已經找回了CPU性能上的優勢地位,超越蘋果M1 Max/Ultra晶片。蘋果作為Arm指令集大軍的一員,並沒有直接帶來Arm生態在Windows PC上的快速普及,卻促成了x86市場參與者的強烈內鬥。
近兩年Intel和AMD處理器的性能與效率之你追我趕,是市場過往十幾年都難見的。筆者認為,x86處理器在效率方面較Arm陣營的弱勢,預計會在Canalys預測的2026年之前,就被徹底彌合。
而Always Connected和5G連接支援這類來自高通的技術優勢,從PC市場回饋來看的確屬於加分項目,但很難構成顯著競爭優勢。因為筆電和手機的一大差異在於,前者更應歸類為可攜式裝置,而非行動裝置——筆電的使用大部分情況下還是定點,只不過是不同位置的定點;而不是長期在行動過程中使用。這一點實則從蘋果Wi-Fi版iPad仍然更好賣就看得出來。更何況,這也算不上是Arm陣營的優勢。
一些變數和伺服器市場
除了大方向,PC市場當前一些零星的變數還是相當之多的。前不久聯發科(MTK)就宣佈有計劃開發用於PC的Arm架構晶片——這一點當然也早在意料之中,而且聯發科在PC處理器的開發上極有可能尋求與Nvidia之間的合作,這對市場而言也是不可小覷。
不過,Arm處理器在PC市場的普及最大的變數恐怕在Arm本身。高通在收購Nuvia之後,市場就無比期盼高通在Windows PC市場的新作為:而基於Nuvia技術的處理器原計劃是明年就能在市場上看到。但在這個節骨眼上,Arm和高通就技術授權問題打起了官司,且陣仗不小。
其中格外引人注目的一則資訊是,Arm很快更動了IP授權模式,Arm的下游客戶未來很有可能在使用Arm設計的CPU IP後,無法再使用非Arm的GPU、NPU或ISP IP。這一決策目前尚未對產業造成影響,但威力有可能在未來逐漸顯現。對PC市場而言,屬於Arm生態的後院失火,細節仍待後續觀察。
值得一提的是,前不久的滴水湖中國RISC-V產業論壇上,演講者提到的一個觀點筆者認為格外受用:雖然產業普遍認知是,某個架構的「滲透」經常是自下而上的,IoT→智慧型手機→PC→伺服器;Arm似乎也在遵循這樣的路線。但實際上PC和伺服器是兩個差別甚大的生態。
當時北京嘉楠捷思資訊副總裁湯煒偉說:「其實亞馬遜(的Arm晶片)部署在伺服器上,比蘋果電腦用Arm晶片更早。伺服器的最終使用者還是B端,而PC、智慧型手機屬於C端。C端的特點就是軟體需要非常完備、使用友好,產品才能被廣泛認可。而伺服器軟體堆疊的寬度要窄一些,只要解決了集中軟體的問題,其實就能帶來市場突破。」
筆者認為,Arm在資料中心的市場突破未來幾年內會顯著快於其在PC市場的成長。這從Amazon Cloud自研Arm晶片、Nvidia推基於Arm的Grace CPU,以及包括華為、飛騰諸多晶片設計企業的伺服器是推基於Arm的處理器,且正步步為營就能看得出來。
Omdia的資料顯示,今年第二季Arm晶片已經拿下伺服器市場7.1%的份額,Canalyst預計Arm晶片2026年會拿到50%的雲端伺服器市佔——雖然是限定在雲端伺服器,但Arm在伺服器市場全面開花的可能性極高,而這個市場與PC市場還是有著很大差異。與此同時,Arm佔領更多伺服器市場也將有利於其終端生態的推廣,也可能成為PC處理器市場的一大變數。
本文原刊登於EE Times China網站
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